EP3079960B1 - Vorrichtungen und verfahren zum ausgleichen einer fahrtrichtungsabhängigen längsgeschwindigkeitsbeeinflussung - Google Patents
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- EP3079960B1 EP3079960B1 EP14815603.7A EP14815603A EP3079960B1 EP 3079960 B1 EP3079960 B1 EP 3079960B1 EP 14815603 A EP14815603 A EP 14815603A EP 3079960 B1 EP3079960 B1 EP 3079960B1
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Definitions
- the present invention relates to a control device comprising a first device for determining a first specification for a propulsion movement parameter of a vehicle, a yaw motion detector for determining a yaw motion magnitude of the vehicle and a longitudinal velocity influencer for influencing a longitudinal velocity of the vehicle.
- the first device has a first output for outputting the first specification.
- the yaw motion detector has a second output for outputting the determined yaw motion magnitude.
- the invention relates to a vehicle having such a control device.
- the invention relates to a method for compensating for a direction-dependent longitudinal speed influence of a vehicle.
- the DE 10 2010 005 889 A1 suggests an adjustment of engine power to a steering wheel angle to match the engine power to an engine load caused by a hydraulic power steering system that is dependent on the steering wheel angle.
- control system for use in a vehicle and for influencing a yaw rate signal intended for a motor vehicle subsystem is described.
- the control system includes a reference model that can calculate target states of the subsystem, a state estimator that estimates actual states of the vehicle, and control and regulation means.
- the control and regulating means in this case have a feedforward controller having a first steering subsystem control value and a first brake subsystem control value based on the reference model calculates a feedback controller that calculates a second steering subsystem control value and a second brake subsystem control value based on the yaw rate of the vehicle, and means for influencing the brake system and the front and / or rear wheel steering system based on the first and the second Steering and braking subsystem control values.
- the driving force control device includes a driving force suppression processing unit and a control unit.
- the driving force suppression processing unit executes driving force suppression processing to set a driving force of an engine under a driving force corresponding to an accelerator operation amount.
- the control unit changes a drive farce output during execution of the drive force suppression processing in accordance with a steering angle of the vehicle.
- a control device comprises a first device for determining a first specification for a propulsion movement parameter of a vehicle, a yaw motion detector for determining a yaw motion variable of the vehicle, a longitudinal speed influencer for influencing a longitudinal velocity of the vehicle and a pilot control quantity generator for generating a pilot control variable.
- the first device has a first output for outputting the first specification.
- the yaw motion detector has a second output for outputting the determined yaw motion magnitude.
- the pilot size generator has a first input connected to the first output and a second input connected to the second output and a third output connected to a pilot input of the longitudinal speed modulator.
- a vehicle according to the invention comprises a control device according to the invention.
- a method for compensating a direction-dependent longitudinal speed influence of a vehicle comprises the following steps: determining a specification for a propulsion movement parameter of the vehicle; Determining a yaw angular velocity and / or a yaw angular acceleration of the vehicle; Determining a pilot control quantity taking into account the determined specification for the propulsion movement parameter and taking into account the determined yaw angular velocity and / or the determined yaw angular acceleration of the vehicle; and using the pilot control quantity in a longitudinal speed controller of the vehicle.
- One concept of the present invention may be seen to detect a yaw rate and use the detected yaw rate as a feedforward signal to a longitudinal velocity modifier (eg, a longitudinal speed controller, a brake controller, a drive controller, a transmission controller, a clutch controller, or a drive torque distributor) to cause the longitudinal speed controller the yawing movement does not react by readjustment until a reduction in speed has already occurred, which was already foreseeable due to an actual or planned yawing motion.
- a drive torque can be pre-controlled, which is a driving resistance compensated by an articulation of steered wheels.
- the pre-control torque can be taken into account when calculating drive torques in the drive train.
- the pre-control torque is dependent on a yaw angular acceleration, on a steering angle change rate and / or on a vehicle speed.
- a (temporary) speed dip when changing the steering angle and / or changing a yaw rate can be at least partially compensated. This avoids drivability of the vehicle that is illogical from the viewpoint of vehicle users and improves ride comfort and / or traffic safety.
- the yawing motion variable comprises a yawing angular velocity and / or a yawing angular acceleration.
- Part of the travel resistance may be primarily dependent on a yaw rate, a yaw rate acceleration, or both.
- the yaw rate may also be referred to as the yaw rate.
- the yaw motion detector is prepared to derive the yaw rate from a wheel position, a steering angle and / or a steering wheel angle in conjunction with a vehicle longitudinal speed.
- the yaw rate can be determined easily.
- the yaw motion detector may also be expedient for the yaw motion detector to be prepared for deriving the yaw angular acceleration from a wheel position, from a steering angle and / or from a steering wheel angle in conjunction with a vehicle longitudinal acceleration.
- the yaw motion detector is prepared to derive the yaw angular acceleration from a wheel position change, a steering angle change, and / or a steering wheel angle change in conjunction with a vehicle longitudinal speed and / or in conjunction with a vehicle longitudinal acceleration.
- pilot control variable proceeds progressively over the yaw movement variable or over the steering angle or over the steering wheel angle. This can be considered a non-linear relationship between driving resistance and steering angle or between driving resistance and steering wheel angle.
- the propulsion movement parameter comprises a desired longitudinal velocity value and / or a nominal longitudinal acceleration value.
- the invention can be used to compensate for a direction-dependent influencing of the vehicle longitudinal speed and / or for a compensation of a direction of travel-dependent influencing the vehicle longitudinal acceleration.
- the speed of a non-articulated axle of the vehicle typically the rear axle
- the acceleration of a non-steered axle typically the rear axle
- vehicle longitudinal acceleration see reference a in FIG Fig. 1
- the longitudinal speed influencer comprises a longitudinal speed control, a brake control, a drive control, a transmission control, a clutch control and / or a drive torque distributor. It depends on the specific vehicle equipment, which types of longitudinal speed influencers are present at all, into which the pilot control variable can be fed, and which of the existing longitudinal speed influencers are best suited to reduce or eliminate an undesired directionality by means of a pilot control variable. What has been said for longitudinal velocity control applies even if the longitudinal velocity influencing controller (longitudinal velocity controller) comprises a regulator.
- the Lssens Anlageneausbeein raw material may include a longitudinal speed controller, a brake controller, a drive controller, a clutch controller, a transmission controller and / or a drive torque controller.
- the pilot control quantity generator determines the pilot control variable taking into account a tire width.
- steering is the Driving resistance typically higher the wider the tires of the steered axle of the vehicle.
- the Fig. 1 shows a vehicle FZ with front wheels VRL, VRR, rear wheels HRL, HRR, a steering wheel LR, a steering gear LG for driving a steering linkage LS.
- a concept of the present invention provides that, depending on a measured steering angle ⁇ or steering wheel angle ⁇ , a torque (pre-control torque) is pre-controlled, which is a driving resistance which is caused by the Entanglement of the steered wheels arises, compensates and thus prevents a drop in speed during abrupt turning.
- the pre-control torque can be taken into account when calculating drive torques in the drive train.
- Vehicle FZ shown therefore also has a control device SV for compensating for a direction-dependent longitudinal speed influence of the vehicle FZ.
- the control device SV shown comprises a first device 10 for determining a first specification V1 for a propulsion movement parameter VP of a vehicle FZ, a yaw motion detector 20 for determining a yaw movement variable GB of the vehicle FZ and a longitudinal speed influencer 40 for influencing a longitudinal velocity v of the vehicle FZ.
- the first device 10 has a first output 10out for outputting the first specification V1.
- the yaw motion detector 20 has a second output 20out for outputting the detected yaw motion quantity GB.
- control device SV has a pilot control quantity generator 30 for generating a pilot control variable VG, the pilot control variable generator 30 having a first 31 and a second 32 input and a third output 30out.
- the first input 31 is connected to the first output 10out.
- the second input 32 is connected to the second output 20out.
- the third output 30out is connected to a pilot input 4e of the longitudinal velocity controller 40.
- the yaw movement amount GB may include a yaw angular velocity ⁇ ° and / or a yaw angular acceleration ⁇ °°.
- a part of the driving resistance may primarily be dependent on a yaw angular velocity ⁇ °, on a yaw angular acceleration ⁇ °° or on both at the same time.
- the yaw rate ⁇ ° can also be called the yaw rate.
- the yaw motion detector 20 may be prepared to derive the yaw angular velocity ⁇ ° from a wheel position, a steering angle ⁇ and / or a steering wheel angle ⁇ in conjunction with a vehicle longitudinal speed v.
- the yaw motion detector 20 can be prepared to derive the yaw angular acceleration ⁇ °° from a wheel position, from a steering angle ⁇ and / or from a steering wheel angle ⁇ in conjunction with a vehicle longitudinal acceleration a.
- the yaw motion detector 20 can be prepared to derive the yaw angular acceleration ⁇ °° from a wheel position change, from a steering angle change ⁇ ° and / or from a steering wheel angle change ⁇ ° in conjunction with a vehicle longitudinal speed v and / or in conjunction with a vehicle longitudinal acceleration a.
- Each of these measures may be suitable, alone or in combination, to determine the yaw angular acceleration ⁇ °° in a simple manner.
- a progression of the pilot control variable VG may be progressive over the yaw movement variable GB or over the steering angle ⁇ or over the steering wheel angle ⁇ .
- a nonlinear relationship between driving resistance and steering angle or between driving resistance and steering wheel angle ⁇ can be taken into account.
- the propulsion movement parameter VP may include a desired longitudinal velocity value and / or a desired longitudinal acceleration value.
- the invention can be used both to compensate for a direction-dependent influencing of the vehicle longitudinal speed v and / or for a compensation of a direction of travel-dependent influencing the vehicle longitudinal acceleration a.
- the speed of a non-steered axle A2 of the vehicle FZ (typically the rear axle) transverse to its longitudinal axis A2L can be considered as the vehicle longitudinal speed v (see reference symbol v in FIG Fig. 1 ).
- the acceleration a of a non-steered axle A2 typically the rear axle
- the vehicle longitudinal acceleration a see reference a in FIG Fig. 1 ).
- the longitudinal velocity controller 40 may include a longitudinal velocity controller, a brake controller, a drive controller, a transmission controller, a clutch controller, and / or a drive torque distributor. It depends on the specific vehicle equipment, which types of longitudinal speed influencers are present at all, into which the pilot control variable can be fed, and which of the existing longitudinal speed influencers are best suited for this purpose are to reduce or eliminate an undesirable directionality by means of a pilot control quantity VG. What has been said for longitudinal velocity control applies even if the longitudinal velocity influencing control (the longitudinal velocity modifier 40) comprises a regulator.
- the Lijns beausbeein kger 40 may include a longitudinal speed controller, a brake controller, a drive controller, a clutch controller, a transmission controller and / or a drive torque controller.
- the pilot control quantity generator 30 can determine the pilot control variable VG taking into account a tire width RB. At steering angle, the driving resistance can typically be higher the wider the tires of the steered axle of the vehicle.
- the illustrated method 100 for compensating for a direction-dependent longitudinal speed influence of a vehicle FZ comprises the following steps.
- a specification V1 for a propulsion movement parameter VP of the vehicle FZ is determined.
- a yaw angular velocity ⁇ ° and / or a yaw angular acceleration ⁇ °° of the vehicle FZ is determined.
- a precontrol variable VG is determined taking into account the determined specification V1 for the propulsion movement parameter VP and taking into account the determined yaw angular velocity ⁇ °.
- the pre-control variable VG can be determined in the third step 130 taking into account the determined specification V1 for the propulsion movement parameter VP and / or consideration of the determined yaw angular acceleration ⁇ °° of the vehicle FZ.
- a pilot quantity VG is used in a longitudinal speed controller 40 of the vehicle FZ.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung, die eine erste Vorrichtung zum Ermitteln einer ersten Vorgabe für einen Vortriebsbewegungsparameter eines Fahrzeugs, einen Gierbewegungserfasser zum Ermitteln einer Gierbewegungsgröße des Fahrzeugs und einen Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser zum Beeinflussen einer Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs umfasst. Die erste Vorrichtung weist einen ersten Ausgang zum Ausgeben der ersten Vorgabe auf. Der Gierbewegungserfasser weist einen zweiten Ausgang zum Ausgeben der ermittelten Gierbewegungsgröße auf.
- Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, das eine solche Steuerungsvorrichtung aufweist.
- Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausgleichen einer fahrtrichtungsabhängigen Längsgeschwindigkeitsbeeinflussung eines Fahrzeugs.
- Die
DE 10 2010 005 889 A1 schlägt eine Anpassung von Motorleistung an einen Lenkradwinkel vor, um die Motorleistung an eine Motorlast anzupassen, die von einem hydraulischen Servolenkungssystem verursacht wird und von dem Lenkradwinkel abhängig ist. - In der
DE 602 14 637 T2 ist ein Steuersystem zur Verwendung in einem Fahrzeug und zum Beeinflussen eines Giergeschwindigkeitssignals, das für ein Kraftfahrzeug-Teilsystem vorgesehen ist, beschrieben. Das Steuersystem umfasst ein Referenzmodell, das Sollzustände des Teilsystems berechnen kann, eine Zustandsschätzeinrichtung, die Istzustände des Fahrzeugs schätzt und Steuer- und Regelungsmittel. Die Steuer- und Regelungsmittel weisen dabei einen Feedforward-Regler, der einen ersten Lenk-Teilsystem-Stellwert und einen ersten Brems-Teilsystem-Stellwert anhand von dem Referenzmodell berechnet, einen Feedback-Regler, der einen zweiten Lenk-Teilsystem-Stellwert und einen zweiten Brems-Teilsystem-Stellwert anhand der Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet, und Mittel zum Beeinflussen des Bremssystems und des Vorderrad- und/oder Hinterradlenksystems anhand der ersten und der zweiten Lenk- und Brems-Teilsystem-Stellwerte. - In der
US 2013/0006493 A1 ist eine Antriebskraft-Steuervorrichtung für ein Fahrzeug beschrieben. Die Antriebskraft-Steuervorrichtung umfasst eine Antriebskraftunterdrückungsverarbeitungseinheit und eine Steuereinheit. Die Antriebskraftunterdrückungsverarbeitungseinheit führt eine Antriebskraftunterdrückungsverarbeitung aus, um eine Antriebskraft einer Antriebsmaschine unter eine Antriebskraft, welche einem Beschleunigerbetätigungsbetrag entspricht, zu setzen. Die Steuereinheit ändert eine Antriebs-Farce-Ausgabe während der Ausführung der Antriebskraftunterdrückungsverarbeitung in Übereinstimmung mit einem Lenkwinkel des Fahrzeugs. - Insbesondere bei Elektrofahrzeugen, deren Lenksystem entweder keinen lenkradwinkelabhängigen Leistungsbedarf aufweist, oder die mit dem bekannten System zum vollständigen Ausgleich einer Lenkradwinkelabhängigkeit des Leistungsbedarfs eines Lenkungssystems ausgerüstet sind, wurde folgende Eigenschaft beobachtet. Wird das Lenkrad beim Kriechen (Rollen mit eingelegter Fahrstufe ohne Betätigung des Fahrpedals) abrupt eingeschlagen, verlangt sich das Fahrzeug solange, bis eine Regelung greift und dem Längsgeschwindigkeitseinbruch entgegenwirkt.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungsvorrichtung bereitzustellen, mit der der Längsgeschwindigkeitseinbruch vollständig oder zumindest teilweise vermieden werden kann. Außerdem ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug mit dieser Verbesserung bereitzustellen. Darüber ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zum Ausgleichen einer fahrtrichtungsabhängigen Längsgeschwindigkeitsgeschwindigkeitsbeeinflussung eines Fahrzeugs bereitzustellen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Patentanspruch 1, ein Fahrzeug gemäß Anspruch 9 und ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Erfindungsgemäß umfasst eine Steuerungsvorrichtung eine erste Vorrichtung zum Ermitteln einer ersten Vorgabe für einen Vortriebsbewegungsparameter eines Fahrzeugs, einen Gierbewegungserfasser zum Ermitteln einer Gierbewegungsgröße des Fahrzeugs, einen Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser zum Beeinflussen einer Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs und einen Vorsteuergrößenerzeuger zum Erzeugen einer Vorsteuergröße. Die erste Vorrichtung weist einen ersten Ausgang zum Ausgeben der ersten Vorgabe auf. Der Gierbewegungserfasser weist einen zweiten Ausgang zum Ausgeben der ermittelten Gierbewegungsgröße auf. Der Vorsteuergrößenerzeuger weist einen ersten Eingang auf, der mit dem ersten Ausgang verbunden ist, und einen zweiten Eingang, der mit dem zweiten Ausgang verbunden ist, und einen dritten Ausgang, der mit einem Vorsteuereingang des Längsgeschwindigkeitsbeeinflussers verbunden ist.
- Entsprechend umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrzeug eine erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung.
- Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ausgleichen einer fahrtrichtungsabhängigen Längsgeschwindigkeitsbeeinflussung eines Fahrzeugs umfasst folgende Schritte: Ermitteln einer Vorgabe für einen Vortriebsbewegungsparameter des Fahrzeugs; Ermitteln einer Gierwinkelgeschwindigkeit und/oder einer Gierwinkelbeschleunigung des Fahrzeugs; Ermitteln einer Vorsteuergröße unter Berücksichtigung der ermittelten Vorgabe für den Vortriebsbewegungsparameter und unter Berücksichtigung der ermittelten Gierwinkelgeschwindigkeit und/oder der ermittelten Gierwinkelbeschleunigung des Fahrzeugs; und Verwenden der Vorsteuergröße in einem Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser des Fahrzeugs.
- Ein Konzept der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, eine Gierbewegungsgröße zu erfassen und die erfasste Gierbewegungsgröße als Vorsteuersignal für einen Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser (beispielsweise einen Längsgeschwindigkeitsregler, einen Bremsregler, einen Antriebsregler, einen Getrieberegler, einen Kupplungsregler oder einen Antriebsmomentenverteiler) zu nutzen, damit der Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser auf die Gierbewegung nicht erst durch Nachregelung reagiert, wenn bereits eine Geschwindigkeitsverringerung eingetreten ist, die aufgrund einer tatsächlichen oder geplanten Gierbewegung schon vorher vorhersehbar war. Beispielsweise kann in Abhängigkeit eines erfassten oder noch einzustellenden Lenkwinkels ein Antriebsmoment vorgesteuert werden, welches einen Fahrwiderstand ausgleicht, der durch eine Verschränkung von gelenkten Rädern entsteht. Das Vorsteuermoment kann bei der Berechnung von Vortriebsmomenten im Antriebsstrang berücksichtigt werden. Insbesondere kann es zweckmäßig sein, dass das Vorsteuermoment von einer Gierwinkelbeschleunigung, von einer Lenkwinkel-Änderungsgeschwindigkeit und/oder von einer Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig ist.
- Wenn die erfasste Gierbewegungsgröße als Vorsteuersignal für den Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser genutzt wird, kann ein (vorübergehender) Geschwindigkeitseinbruch beim Ändern des Lenkwinkels und/oder beim Ändern einer Giergeschwindigkeit zumindest teilweise ausgeglichen werden. Damit wird ein Fahrverhalten des Fahrzeugs vermieden, das aus Sicht von Fahrzeugnutzern unlogisch ist, und es wird ein Fahrkomfort und/oder eine Verkehrssicherheit verbessert.
- Besonders bevorzugt ist, wenn die Gierbewegungsgröße eine Gierwinkelgeschwindigkeit und/oder eine Gierwinkelbeschleunigung umfasst. Ein Teil des Fahrwiderstandes kann in erster Linie von einer Gierwinkelgeschwindigkeit, von einer Gierwinkelbeschleunigung oder von beidem zugleich abhängig sein. Die Gierwinkelgeschwindigkeit kann auch als Gierrate bezeichnet werden.
- Es ist von Vorteil, wenn der Gierbewegungserfasser dazu vorbereitet ist, die Gierwinkelgeschwindigkeit aus einer Radstellung, einem Lenkeinschlag und/oder einem Lenkradwinkel in Verbindung mit einer Fahrzeuglängsgeschwindigkeit abzuleiten. So kann die Gierwinkelgeschwindigkeit in einfacher Weise ermittelt werden.
- Alternativ oder zusätzlich kann es auch zweckmäßig sein, wenn der Gierbewegungserfasser dazu vorbereitet ist, die Gierwinkelbeschleunigung aus einer Radstellung, aus einem Lenkeinschlag und/oder aus einem Lenkradwinkel in Verbindung mit einer Fahrzeuglängsbeschleunigung abzuleiten. Unabhängig davon ist es vorstellbar, dass der Gierbewegungserfasser dazu vorbereitet ist, die Gierwinkelbeschleunigung aus einer Radstellungsänderung, aus einer Lenkeinschlagsänderung und/oder aus einer Lenkradwinkeländerung in Verbindung mit einer Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und/oder in Verbindung mit einer Fahrzeuglängsbeschleunigung abzuleiten. Durch jede dieser Maßnahmen oder durch eine Kombination dieser Maßnahmen kann in einfacher Weise die Gierwinkelbeschleunigung ermittelt werden.
- Auch kann es zweckmäßig sein, wenn ein Verlauf der Vorsteuergröße über der Gierbewegungsgröße oder über dem Lenkeinschlag oder über dem Lenkradwinkel progressiv verläuft. Hiermit kann eine nichtlinearer Zusammenhang zwischen Fahrwiderstand und Lenkeinschlag oder zwischen Fahrwiderstand und Lenkradwinkel berücksichtigt werden.
- Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Vortriebsbewegungsparameter einen Soll-Längsgeschwindigkeitswert und/oder einen Soll-Längsbeschleunigungswert umfasst. Die Erfindung kann für einen Ausgleich einer fahrtrichtungsabhängigen Beeinflussung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und/oder für einen Ausgleich einer fahrtrichtungsabhängigen Beeinflussung der Fahrzeuglängsbeschleunigung angewendet werden. Zur Vereinfachung kann als Fahrzeuglängsgeschwindigkeit hier die Geschwindigkeit einer nichtgelenkten Achse des Fahrzeugs (typischerweise Hinterachse) quer zu ihrer Längsachse angesehen werden (siehe Bezugszeichen v in
Fig. 1 ). Entsprechend kann hier die Beschleunigung einer nichtgelenkten Achse (typischerweise Hinterachse) quer zu ihrer Längsachse als Fahrzeuglängsbeschleunigung bezeichnet werden (siehe Bezugszeichen a inFig. 1 ). - Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser eine Längsgeschwindigkeitssteuerung, eine Bremssteuerung, eine Antriebssteuerung, eine Getriebesteuerung, eine Kupplungssteuerung und/oder einen Antriebsmomentenverteiler umfasst. Es richtet sich nach der konkreten Fahrzeugausstattung, welche Arten von Längsgeschwindigkeitsbeeinflussern überhaupt vorhanden sind, in die die Vorsteuergröße eingespeist werden kann, und welche der vorhandenen Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser am besten dafür geeignet sind, eine unerwünschte Fahrtrichtungsabhängigkeit mittels einer Vorsteuergröße zu verringern oder zu eliminieren. Das für längsgeschwindigkeitsbeeinflussende Steuerungen Gesagte gilt auch dann, wenn die längsgeschwindigkeitsbeeinflussende Steuerung (Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser) einen Regler umfasst. Der Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser kann einen Längsgeschwindigkeitsregler, einen Bremsregler, einen Antriebsregler, einen Kupplungsregler, einen Getrieberegler und/oder einen Antriebsmomentenregler umfassen.
- Bevorzugt ist es, wenn der Vorsteuergrößenerzeuger die Vorsteuergröße unter Berücksichtigung einer Reifenbreite ermittelt. Bei Lenkeinschlag ist der Fahrwiderstand typischerweise umso höher je breiter die Reifen der gelenkten Achse des Fahrzeugs sind.
- Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, die jeweils ein Beispiel darstellen. Dabei zeigt:
- Fig. 1
- schematisch einen Grundriss eines Fahrzeugs (Aufsicht);
- Fig. 2
- schematisch eine Steuerungsvorrichtung des Fahrzeugs; und
- Fig. 3
- schematisch einen Ablauf eines Verfahrens zum Ausgleichen einer fahrtrichtungsabhängigen Längsgeschwindigkeitsbeeinflussung eines Fahrzeugs.
- Die nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
- Die
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug FZ mit Vorderrädern VRL, VRR, Hinterrädern HRL, HRR, einem Lenkrad LR, einem Lenkgetriebe LG zum Antrieb eines Lenkgestänges LS. - Eingangs wurde erwähnt, dass bekannte Elektrofahrzeuge, deren Lenksystem entweder keinen lenkradwinkelabhängigen Leistungsbedarf aufweist, oder die (sogar) mit dem bekannten System zum vollständigen Ausgleich einer Lenkradwinkelabhängigkeit des Leistungsbedarfs eines Lenkungssystems ausgerüstet sind, folgende Eigenschaft aufweisen. Wird das Lenkrad beim Kriechen (Rollen mit eingelegter Fahrstufe ohne Betätigung des Fahrpedals) abrupt eingeschlagen, verlangt sich das Fahrzeug, bis eine Regelung greift und dem Längsgeschwindigkeitseinbruch entgegenwirkt. Diese Eigenschaft wird damit begründet, dass die gelenkten Räder VRL, VRR (typischerweise Vorderräder) im eingelenkten Zustand gegenüber der ursprünglichen Fahrtrichtung verschränkt sind. Die gelenkten Räder VRL, VRR haben im verschränkten Zustand einen höheren Fahrwiderstand. Je größer eine Breite RB der Reifen der gelenkten Achse ist, desto höher ist der Fahrwiderstand, der aufgrund der Verschränkung entsteht.
- Ein Konzept der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass in Abhängigkeit eines gemessenen Lenkwinkels β oder Lenkradwinkels γ ein Moment (Vorsteuermoment) vorgesteuert wird, welches einen Fahrwiderstand, der durch die Verschränkung der gelenkten Räder entsteht, ausgleicht und somit einen Geschwindigkeitseinbruch beim abrupten Einlenken verhindert. Das Vorsteuermoment kann bei einer Berechnung von Vortriebsmomenten im Antriebsstrang berücksichtigt werden.
- Das in der
Fig. 1 gezeigte Fahrzeug FZ weist daher auch eine Steuervorrichtung SV zum Ausgleichen einer fahrtrichtungsabhängigen Längsgeschwindigkeitsbeeinflussung des Fahrzeugs FZ auf. - Die in
Fig. 2 gezeigte Steuerungsvorrichtung SV umfasst eine erste Vorrichtung 10 zum Ermitteln einer ersten Vorgabe V1 für einen Vortriebsbewegungsparameter VP eines Fahrzeugs FZ, einen Gierbewegungserfasser 20 zum Ermitteln einer Gierbewegungsgröße GB des Fahrzeugs FZ und einen Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser 40 zum Beeinflussen einer Längsgeschwindigkeit v des Fahrzeugs FZ. Die erste Vorrichtung 10 weist einen ersten Ausgang 10out zum Ausgeben der ersten Vorgabe V1 auf. Der Gierbewegungserfasser 20 weist einen zweiten Ausgang 20out zum Ausgeben der ermittelten Gierbewegungsgröße GB auf. Außerdem weist die Steuerungsvorrichtung SV einen Vorsteuergrößenerzeuger 30 zum Erzeugen einer Vorsteuergröße VG auf, wobei der Vorsteuergrößenerzeuger 30 einen ersten 31 und einen zweiten 32 Eingang und einen dritten Ausgang 30out aufweist. Der erste Eingang 31 ist mit dem ersten Ausgang 10out verbunden. Der zweite Eingang 32 ist mit dem zweiten Ausgang 20out verbunden. Der dritte Ausgang 30out ist mit einem Vorsteuereingang 4e des Längsgeschwindigkeitsbeeinflussers 40 verbunden. - Die Gierbewegungsgröße GB kann eine Gierwinkelgeschwindigkeit Ψ° und/oder eine Gierwinkelbeschleunigung Ψ°° umfassen. Ein Teil des Fahrwiderstandes kann in erster Linie von einer Gierwinkelgeschwindigkeit Ψ°, von einer Gierwinkelbeschleunigung Ψ°° oder von beidem zugleich abhängig sein. Die Gierwinkelgeschwindigkeit Ψ° kann auch als Gierrate bezeichnet werden.
- Der Gierbewegungserfasser 20 kann dazu vorbereitet sein, die Gierwinkelgeschwindigkeit Ψ° aus einer Radstellung, aus einem Lenkeinschlag β und/oder aus einem Lenkradwinkel γ in Verbindung mit einer Fahrzeuglängsgeschwindigkeit v abzuleiten.
- Alternativ oder zusätzlich kann der Gierbewegungserfasser 20 dazu vorbereitet sein, die Gierwinkelbeschleunigung Ψ°° aus einer Radstellung, aus einem Lenkeinschlag β und/oder aus einem Lenkradwinkel γ in Verbindung mit einer Fahrzeuglängsbeschleunigung a abzuleiten. Unabhängig davon kann der Gierbewegungserfasser 20 dazu vorbereitet sein, die Gierwinkelbeschleunigung Ψ°° aus einer Radstellungsänderung, aus einer Lenkeinschlagsänderung β° und/oder aus einer Lenkradwinkeländerung γ° in Verbindung mit einer Fahrzeuglängsgeschwindigkeit v und/oder in Verbindung mit einer Fahrzeuglängsbeschleunigung a abzuleiten. Jede dieser Maßnahmen kann für sich oder in Kombination dazu geeignet sein, die Gierwinkelbeschleunigung Ψ°° in einfacher Weise zu ermitteln.
- Ein Verlauf der Vorsteuergröße VG kann über der Gierbewegungsgröße GB oder über dem Lenkeinschlag β oder über dem Lenkradwinkel γ progressiv verlaufen. Hiermit kann eine nichtlinearer Zusammenhang zwischen Fahrwiderstand und Lenkeinschlag oder zwischen Fahrwiderstand und Lenkradwinkel γ berücksichtigt werden.
- Der Vortriebsbewegungsparameter VP kann einen Soll-Längsgeschwindigkeitswert und/oder einen Soll-Längsbeschleunigungswert umfassen. Die Erfindung kann sowohl für einen Ausgleich einer fahrtrichtungsabhängigen Beeinflussung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit v und/oder für einen Ausgleich einer fahrtrichtungsabhängigen Beeinflussung der Fahrzeuglängsbeschleunigung a angewendet werden. Zur Vereinfachung kann als Fahrzeuglängsgeschwindigkeit v hier die Geschwindigkeit einer nichtgelenkten Achse A2 des Fahrzeugs FZ (typischerweise Hinterachse) quer zu ihrer Längsachse A2L angesehen werden (siehe Bezugszeichen v in
Fig. 1 ). Entsprechend kann hier die Beschleunigung a einer nichtgelenkten Achse A2 (typischerweise Hinterachse) quer zu ihrer Längsachse A2L als Fahrzeuglängsbeschleunigung a bezeichnet werden (siehe Bezugszeichen a inFig. 1 ). - Der Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser 40 kann eine Längsgeschwindigkeitssteuerung, eine Bremssteuerung, eine Antriebssteuerung, eine Getriebesteuerung, eine Kupplungssteuerung und/oder einen Antriebsmomentenverteiler umfassen. Es richtet sich nach der konkreten Fahrzeugausstattung, welche Arten von Längsgeschwindigkeitsbeeinflussern überhaupt vorhanden sind, in die die Vorsteuergröße eingespeist werden kann, und welche der vorhandenen Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser am besten dafür geeignet sind, eine unerwünschte Fahrtrichtungsabhängigkeit mittels einer Vorsteuergröße VG zu verringern oder zu eliminieren. Das für längsgeschwindigkeitsbeeinflussende Steuerungen Gesagte gilt auch dann, wenn die längsgeschwindigkeitsbeeinflussende Steuerung (der Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser 40) einen Regler umfasst. Der Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser 40 kann einen Längsgeschwindigkeitsregler, einen Bremsregler, einen Antriebsregler, einen Kupplungsregler, einen Getrieberegler und/oder einen Antriebsmomentenregler umfassen.
- Der Vorsteuergrößenerzeuger 30 kann die Vorsteuergröße VG unter Berücksichtigung einer Reifenbreite RB ermitteln. Bei Lenkeinschlag kann der Fahrwiderstand typischerweise umso höher sein je breiter die Reifen der gelenkten Achse des Fahrzeugs sind.
- Das in
Fig. 3 gezeigte Verfahren 100 zum Ausgleichen einer fahrtrichtungsabhängigen Längsgeschwindigkeitsbeeinflussung eines Fahrzeugs FZ umfasst folgende Schritte. In einem ersten Schritt 110 wird eine Vorgabe V1 für einen Vortriebsbewegungsparameter VP des Fahrzeugs FZ ermittelt. In einem zweiten Schritt 120 wird eine Gierwinkelgeschwindigkeit Ψ° und/oder eine Gierwinkelbeschleunigung Ψ°° des Fahrzeugs FZ ermittelt. In einem dritten Schritt 130 wird eine Vorsteuergröße VG unter Berücksichtigung der ermittelten Vorgabe V1 für den Vortriebsbewegungsparameter VP und unter Berücksichtigung der ermittelten Gierwinkelgeschwindigkeit Ψ° ermittelt. Alternativ oder in Kombination kann die Vorsteuergröße VG in dem dritten Schritt 130 unter Berücksichtigung der ermittelten Vorgabe V1 für den Vortriebsbewegungsparameter VP und/oder Berücksichtigung der ermittelten Gierwinkelbeschleunigung Ψ°° des Fahrzeugs FZ ermittelt werden. In einem vierten Schritt 140 wird eine Vorsteuergröße VG in einem Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser 40 des Fahrzeugs FZ verwendet.
Claims (10)
- Steuerungsvorrichtung (SV) umfassend:- eine erste Vorrichtung (10) zum Ermitteln einer ersten Vorgabe (V1) für einen Vortriebsbewegungsparameter (VP) eines Fahrzeugs (FZ), wobei die erste Vorrichtung (10) einen ersten Ausgang (10out) zum Ausgeben der ersten Vorgabe (V1) aufweist;- einen Gierbewegungserfasser (20) zum Ermitteln einer Gierbewegungsgröße (GB) des Fahrzeugs (FZ), wobei der Gierbewegungserfasser (20) einen zweiten Ausgang (20out) zum Ausgeben der ermittelten Gierbewegungsgröße (GB) aufweist;- einen Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser (40) zum Beeinflussen einer Längsgeschwindigkeit (v) des Fahrzeugs (FZ);dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungsvorrichtung (SV) auch einen Vorsteuergrößenerzeuger (30) zum Erzeugen einer Vorsteuergröße (VG) aufweist, wobei der Vorsteuergrößenerzeuger (30) einen ersten Eingang (31) aufweist, der mit dem ersten Ausgang (10out) verbunden ist, einen zweiten Eingang (32) aufweist, der mit dem zweiten Ausgang (20out) verbunden ist, und einen dritten Ausgang (30out) aufweist, der mit einem Vorsteuereingang (4e) des Längsgeschwindigkeitsbeeinflussers (40) verbunden ist. - Steuerungsvorrichtung (SV) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gierbewegungsgröße (GB) eine Gierwinkelgeschwindigkeit (Ψ°) und/oder eine Gierwinkelbeschleunigung (Ψ°°) umfasst.
- Steuerungsvorrichtung (SV) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gierbewegungserfasser (20) dazu vorbereitet ist, die Gierwinkelgeschwindigkeit (Ψ°) aus einer Radstellung, aus einem Lenkeinschlag (β) und/oder aus einem Lenkradwinkel (γ) in Verbindung mit einer Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (v) abzuleiten.
- Steuerungsvorrichtung (SV) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gierbewegungserfasser (20) dazu vorbereitet ist, die Gierwinkelbeschleunigung (Ψ°°) aus einer Radstellung, aus einem Lenkeinschlag (β) und/oder aus einem Lenkradwinkel (γ) in Verbindung mit einer Fahrzeuglängsbeschleunigung (a) abzuleiten und/oder dass der Gierbewegungserfasser (20) dazu vorbereitet ist, die Gierwinkelbeschleunigung (Ψ°°) aus einer Radstellungsänderung, aus einer Lenkeinschlagsänderung (β°) und/oder aus einer Lenkradwinkeländerung (γ°) in Verbindung mit einer Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (v) und/oder in Verbindung mit einer Fahrzeuglängsbeschleunigung (a) abzuleiten.
- Steuerungsvorrichtung (SV) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verlauf der Vorsteuergröße (VG) über der Gierbewegungsgröße (GB) oder über dem Lenkeinschlag (β) oder über dem Lenkradwinkel (γ) progressiv verläuft.
- Steuerungsvorrichtung (SV) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vortriebsbewegungsparameter (VP) einen Soll-Längsgeschwindigkeitswert und/oder einen Soll-Längsbeschleunigungswert umfasst.
- Steuerungsvorrichtung (SV) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser (40) eine Längsgeschwindigkeitssteuerung, eine Bremssteuerung, eine Antriebssteuerung, eine Getriebesteuerung, eine Kupplungssteuerung und/oder einen Antriebsmomentenverteiler umfasst.
- Steuerungsvorrichtung (SV) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuergrößenerzeuger (30) die Vorsteuergröße (VG) unter Berücksichtigung einer Reifenbreite (RB) ermittelt.
- Fahrzeug (FZ),
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrzeug (FZ) eine Steuerungsvorrichtung (SV) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst. - Verfahren (100) zum Ausgleichen einer fahrtrichtungsabhängigen Längsgeschwindigkeitsbeeinflussung eines Fahrzeugs (FZ), wobei das Verfahren (100) folgende Schritte umfasst:- Ermitteln (110) einer Vorgabe (V1) für einen Vortriebsbewegungsparameter (VP) des Fahrzeugs (FZ);- Ermitteln (120) einer Gierwinkelgeschwindigkeit (Ψ°) und/oder einer Gierwinkelbeschleunigung (Ψ°°) des Fahrzeugs (FZ);- Ermitteln (130) einer Vorsteuergröße (VG) unter Berücksichtigung der ermittelten Vorgabe (V1) für den Vortriebsbewegungsparameter (VP) und unter Berücksichtigung der ermittelten Gierwinkelgeschwindigkeit (Ψ°) und/oder der ermittelten Gierwinkelbeschleunigung (Ψ°°) des Fahrzeugs (FZ); und- Verwenden (140) der Vorsteuergröße (VG) in einem Längsgeschwindigkeitsbeeinflusser (40) des Fahrzeugs (FZ).
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